Вакин С. А., Шустов Л. Н. Основы противодействия и радиотехнической разведки. М., Сов. радио, 1968 (1083408), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Рггс. Т.б. Вариант р,гсположеиии полосы дппольиык отражателса относительно луча РЛС: Рис „, — линейнав раэрешаюшвч способность РЛС ио углу; 1 е — эффективнан ширина по- лосы лннольнык отражателей. Из (7.23) найдем ширину спектра на уровне 0,5 (на выходе амплитудного детектора) ~еь т 1 , в + 6+ в' где г2 (2) 2 11,5 2 2 ) 11,5 2 г"-= —;(и ) 11,5 2 в Хв *в Расширение спектра и', за счет разброса скоростей снижения обусловлено наличием в облаке днполей, снн- 270 жающпхся с различной скоростью. Для примера на рис.
7.7 изобра>кена функция распределения скоростей для снижающихся отражателей. Значения, приведенные на оси ординат, указывают относительное количество диполей облака, имеющих скорость снижения о. Рисунок показывает, что имеется две устойчнвыс группы дипо- иго? Рнс. 7.?. Плотность распределения скоростей снижаю- щнхсн днполей. лей — «медленные» и «быстрые». Наличие «медленных» диполей объясняется тем, что диполп стремятся занять преимущественно горизонтальную ориентацию. Часть диполей из-за мелких зазубрин, деформаций и т.
п. имеет подобие аэродинамических рулей, которые обеспечивают устойчивое снижение при преимущественно вертикальной ориентации. Эта часть диполей образует «быструю» группу. Характер движения «медленных» и «быстрых» диполей показан на рис. 7.8. Опытные данные свидетельствуют о преимущественном горизонтальном распределении Г581. Составляющая спектра за счет разброса скоростей снижения гн максимальна при небольших размерах облака по сравнению с размерами импульсного объема подавляемой РЛС. С ростом размеров облака эта составляющая постепенно уменьшается до некоторого постоянного значения, величина которого тем болыце, чем больше турбулентность атмосферы.
Величина составляющей Е, существенно зависит от угла места облака. Для РЛС, работающих при малых углах места, ее можно не учитывать. Составляющая спектра л за счет перемещения дпполей под воздействием ветра пропорциональна разбросу скоростей ветра по вертикали (изменению градиента скоростп ветра) и растет ~в процессе увеличения размеров облака. Средняя скорость ветра, переносящая все облако как целое, вызывает смещение спектра и только лиатаал гаулла, ахедгеллал гаулла Рнс.
7.8, Характер дня>кения «медленных» н «бы- стрых» дннолеа незначительное его расширение. Для малых облаков составляющая г растет прямопропорционально размерам облака. При значительных размерах облака, превышающих размеры диаграммы направленности по углу места, ширина спектра л не зависит от размеров облака. Эта составляющая может достигать значительной величины при создании помех РЛС, если облака диполей имеют большие вертикальные размеры.
Составляюшая за счет турбулентности атмосферы практически не зависит ни от размеров, ни от угловых координат облака, а определяется в основном метеорологическилхи параметрамп атмосферы. Прнближенно можно считать л >л где и, -- осредпенная скорость ветра; Х вЂ дли волны подавляемой РЛС, На ширину спектра отраженных сигналов существенное влияние оказывают метеорологические параметры атмосферы: — средняя скорость ветра; — вертикальный градиент скорости ветра; — средняя теьипература воздушного слоя; — вертикальный градиент температур, турбулентность атмосферы. 0,4 ьо ' оп вв гав гав Рпс 7.9 Нормированная спектральная плотность огибающей сигналов, отраитен- ньг; облакот. пнполсй.
Указанные метеорологические параметры атмосферы меняются с высотой. Следовательно, ширина спектра отраженных сигналов прп заданном распределении метеорологических параметров зависит от высоты. На рис. 7.9 изображена завпспмосль нормированной спектральной плотности флуктуаций сигналов, отраженных облаком диполей от произведения Гр. (à — частота флуктуации в герцах, Х вЂ” длина волны в сантиметрах [61]). Зависимость экспериментально свята прп некоторых фиксированных метеорологических условиях. 7.5.
Ослабление радиоволн в облаках диполей с большой концентрацией Извесгнот, что электромагнитные волны, проходя чсрез облако дпполей, испытывают ослабление из-за рассеяния энергии дпполямп. Определим коэффициент поглощения радиоволн в облаке дипольных отражателей с концентрацией й дпполей на единицу объема (м'). 18 †10 273 В первом приближении можно считать, что элементарный объем облака с площадью 1 м' и толщиной с(х (рис. 7.10) рассеивает энергию пропорционально его ЭПР, т. е. дР = — Р оа,с(х, (7.25) где ЙР— мощность, рассеянная элементарным объемом; Р— мощность сигнала на «входе» элементарного объема; гаага з о,о — удельная ЭПР ~ —,~ (ЭПР диполей, распределенных в единице объема).
Рпс. 7.!О. Элемептарпмйобъем облака даполей. (7.26) РР— л О,!7мл ее Здесь Ро — некоторая начальная мощность «входе» облака). Из выражения (7.28) легко находим ослабления (1: р=0,731'га (дбг,н), где Х вЂ” длина волны в метрах. 274 (7,28) (мощность на коэффициент С учетом того, что удельная ЭПР равна о, . = и 0,17А*, уравнение (7.25) может быть записано в виде — „+ РП 0,17Ха = О. (7.27) Интегрируя уравнение (7.27) с учетом граничных условий (Р=Р, при х=О), найдем мощность, теряемую при прохождении электромагнитных волн через облако толщиной х метров: Приведенное соотношение для коэффициента ослабления р позволяет записать зависимость мощности от расстояния в.
следующем виде: Р=Р,10 ~зЗ" — для случая, когда' радиоволны проходят через облако только в одном направлении; Р = Р, 10 ~л"" — для случая, когда радиоволны проходят через облако дважды (в прямом и обратном направлениях), Приведем пример расчетов. Будем считать, что облако толщиной хв является экранирующим, если дальность действия РЛС уменьшается в 10 раз. При этих предположениях поглощение должно составлять 40 дб. Определим потребную концентрацию облака и его протяженность применительно к конкретной РЛС (Х =0,03 м) .
Если размеры облака по длине ограничены одним километром (х=10з и), то общее затухание 40 дб будет иметь место при удельном коэффициенте затухания 6= =0,02 дб/м. Отсюда о тз в 1о ' 30 дал/и'. О,О2 Такая концентрация диполей является весьма высокой. 7.6. Особенности подавления пассивными помехами импульсных РЛС обнаружения и целеуказания Для оценки действия пассивных помех, создаваемых с помощью дипольных отражателей импульсным РЛС, важно знать ЭПР, порождаемую дипольными отражателями, находящимися в импульсном объеме. Для этого необходимо подсчитать число днполей, попадающих в импульсный объем РЛС (рис.
7.11). Границы импульсного объема г' определяются длительностью импульса и шириной луча антенны подавляемой РЛС, т. е. $' = ВВ,,,()фь, —, где Т1 — удаление импульсного объема от РЛС; Фюл, йвл — ширина диаграммы направленности подавляемой РЛС соответственно по азимуту и углу места на уровне половинной мощности; 875 18" т — длительность импульса подавляемой РЛС; с — скорость электромагнитных волн в свободном пространстве.
Рнс. 7.! !. ! Ьюульсный обьсн РЛГ. Если считать, что д!шоли распределены в облаке равг номерно со средней объемной плотностью и, то ЭПР диполей, находяшпхся в импульсном объеме, может быть определена по формуле (7, 29) Выражение (7.29) показывает, что эффектпнвость пассивных помех зависит в сушественной мере от разрешаюшей способности подавляемой РЛС по углам и дальности.
Выше мы считали, что дпполп распределены в облаке в среднеи равномерно. Однако на практике после рас- Рнс. 7.!2. Плотность распределения дппо- лсй по одной координате крыва пачки плотность диполей в облаке меняется во времени в соответствии с законамп турбулентной диффузии. Диполп совершают случайные блуждания, главным образом, в силу турбулентности атмосферы. Размеры об- 276 лака с течением времени растут, а средняя плотность днполей в нем падает.
На рис. 7.12 представлена зависимость плотности распределения диполей в точке раскрыва пачки от одной координаты х. Приведенный рисунок дает качественную картину изменения концентрации диполей во времени. Достаточно точные количественные характеристики распределения объемной плотности дпполей могут быть получены на основе решения уравнения турбулентной диффузии. В зависимости от величины дисперсии ч распределения Л диполей в турбулентной среде коэффициент турбулентной диффузии 0 по-разному изменяется во времени, причем 1 д 0= — — — а 2 д! Как показали исследования А. А. Загородинкова (62), распределение дипольных отражателей в турбулентной атмосфере при эффективном значении ширины облака а„< 25 м определяется коэффициентом турбулентной диффузии, зависящим от времени по квадратичному закону (закону турбулентной диффузии Колмогорова— Обухова): 1 д з 1 «! / а т* 0 — — — « = —,— «!! = — «,Г., 3 « ад —.— «,Г где «1, ти — коэффициенты пРопоРциональности, Если же 25 м~ад(500,н, то коэффициент турбулентной диффузии 0 с~ ! и вл с «Г; соответственно при больших значениях эффективной ни|рины облака (эд >500 м) имеет место обычная диффузия (0=сопя!, «с ~К «), На практике наибольший интерес представляет второй случай (25 м(а„~500 я) Для указанных условий решение уравнения турбулентной диффузии приводит к следующей формуле для плотности распределения; р()7)Л' = — — ехр —, '— Х ! Г (х — х,)'1 277 (7.80) ;.; ехр — -- — „-' — Л?, ~ дог г Здесь р()?)Л' — вероятность того, что через время 1 дан- ный диполь окажется в элементарном объеме Л', х,=-С„г; уо — С а?~ ,=.=С,?; С„, С„, С,— скорость движения (шкорость течения) воздуха соответственно по осям х, у,г; ал „„= — 0,0168С',; ал „а — 0 0168С и' ~л,~ = 0,0168С'„.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
